國(guó)內(nèi)塑料制品CPP膜生產(chǎn)線設(shè)計(jì)與改進(jìn)方向

　　眾所周知，未來(lái)制造業(yè)發(fā)展方向--綠色、低碳，智能化也是生產(chǎn)流延薄膜設(shè)備的發(fā)展方向。CPP膜生產(chǎn)線國(guó)產(chǎn)化也越來(lái)越明顯，2014年國(guó)內(nèi)最寬幅5.3米流延CPP膜生產(chǎn)線投產(chǎn)，是由紹興博瑞擠出設(shè)備有限公司設(shè)計(jì)、安裝的，此設(shè)備的投入使用也標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)化的設(shè)備在綠色、低碳，智能化方面的一些設(shè)計(jì)和改進(jìn)適應(yīng)了市場(chǎng)的需求。

　　一、節(jié)約耗能

　　對(duì)于流延薄膜裝備來(lái)說(shuō)綠色、低碳就是減少單位生產(chǎn)能耗，提高資源利用效率，減少碳排放。整個(gè)的設(shè)計(jì)過(guò)程一直圍繞能耗節(jié)約這個(gè)主題。

　　1.擠出機(jī)的設(shè)計(jì)改進(jìn)與能耗節(jié)約：

　　螺桿擠出速度越高，擠出的單位能耗越低。在高速擠出的塑化上面，博瑞公司設(shè)計(jì)的屏蔽段由單級(jí)到多級(jí)設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)有分離槽及螺槽變距設(shè)計(jì)，保證高速擠出時(shí)的塑化完全。

　　2.加熱能耗的節(jié)約點(diǎn)設(shè)計(jì)，在流延薄膜設(shè)備上加熱能耗始終占有比例不是很大，正常生產(chǎn)大約僅占到整個(gè)能耗的13—17%之間。

　　減少散熱面積，提高加熱能耗效率

　　在減少散熱面積上博瑞公司采用超小長(zhǎng)徑比（L/D=22-25）擠出機(jī)，相對(duì)于L/D=32的擠出機(jī)來(lái)說(shuō)，需要加熱的面積和散熱面積同步減少21.87%—31.25%，這個(gè)節(jié)約對(duì)我們來(lái)說(shuō)是雙倍的;

　　對(duì)于換網(wǎng)器來(lái)說(shuō)我們也基于減少散熱面積來(lái)減少加熱能耗的損失，在對(duì)比了雙圓柱換網(wǎng)器，板式換網(wǎng)器及其他換網(wǎng)器的加熱及功率損耗后，我們還是決定在不更改過(guò)濾面積的前提下盡可能采用散熱面積最小的過(guò)濾方式，以達(dá)到降低熱損耗。

　　保溫措施的實(shí)施

　　在需要加熱的連接管區(qū)域，我們很清楚連接管僅僅起到連接換網(wǎng)器和分配器的一段管道。連接管沒(méi)有任何的塑化功能，所以在連接管部分我們采用柔性管道連接，使用超低能耗的加熱帶纏繞加熱，外套保溫套，既能夠起到節(jié)能的效果又具有安全作用，不會(huì)產(chǎn)生燙傷的危險(xiǎn)。

　　3.驅(qū)動(dòng)能耗在整個(gè)流延薄膜設(shè)備中所占比重更小，但是設(shè)計(jì)的細(xì)微之處在于仍然能夠保證驅(qū)動(dòng)功率的低消耗。

　　設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)之一：研究薄膜在冷卻輥上的降溫及結(jié)晶，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)能夠保證薄膜快速冷卻的區(qū)域其實(shí)距離很短，所以我們不需要大直徑的冷卻輥，只要滿足高速生產(chǎn)薄膜冷卻結(jié)晶的需要即可，這樣我們就能夠計(jì)算出驅(qū)動(dòng)輥筒所需要的配置及驅(qū)動(dòng)功率;

　　設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)之二：研究了薄膜冷卻結(jié)晶過(guò)程以后，我們決定增加冷卻軟風(fēng)箱并去掉后冷卻輥（俗稱(chēng)：次冷輥），這樣后冷卻輥的驅(qū)動(dòng)連同水循環(huán)水泵一起節(jié)約了驅(qū)動(dòng)消耗;

　　設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)之三：邊料回收系統(tǒng)破碎機(jī)旁通風(fēng)路的開(kāi)通，在于能夠充分發(fā)揮回收風(fēng)機(jī)之效率，提高邊條風(fēng)口的吸入效率，降低回收風(fēng)機(jī)的配置功率及功率消耗，配之回收料斗的旁通進(jìn)料，使得整個(gè)回收系統(tǒng)的能耗相對(duì)于同行下降37%;

　　4.輔助功率值消耗在于兩個(gè)方面：制冷機(jī)組及循環(huán)水泵

　　在充分研究聚烯烴的結(jié)晶后會(huì)發(fā)現(xiàn)，聚烯烴的結(jié)晶區(qū)域是在很寬的溫度范圍在熔點(diǎn)和玻璃化溫度之間，但是結(jié)晶聚合物結(jié)晶速度最大時(shí)的結(jié)晶溫度（Tmax）：Tmax=（0.80—0.85）Tm，Tm——熔點(diǎn)。

　　分析各種聚烯烴材料不難得出結(jié)晶速度最快的溫度區(qū)域在120℃—80℃之間，原來(lái)我們不需要更低更低溫度的冷凍水，我們要的是快速的熱交換輥筒，讓材料溫度從120℃以上快速的降至80℃以下，薄膜的透明度就可以保證。我們需要快速的熱交換冷卻輥，去掉冷凍機(jī)組。優(yōu)越的設(shè)計(jì)在于去掉了后冷卻輥，后冷卻輥筒的循環(huán)水泵連同驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、變頻器一起去掉，對(duì)我們來(lái)說(shuō)它們的存在已經(jīng)毫無(wú)意義。

　　二、安全、穩(wěn)定、高效、智能化的設(shè)計(jì)理念

　　1.杜絕設(shè)備安全隱患：加熱、電氣安全、電器短路，電氣運(yùn)轉(zhuǎn)，絕緣失效;

　　2.人身事故安全：機(jī)械損傷、燙傷、噪音污染、輻射、靜電;

　　3.預(yù)防機(jī)械事故重點(diǎn)應(yīng)該是設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)備安裝質(zhì)量。

　　4.單機(jī)產(chǎn)能的提高是降低成本的關(guān)鍵因素。例如：博瑞公司CPP薄膜裝備模具寬度≤4000mm的生產(chǎn)線速度設(shè)計(jì)已經(jīng)提升到了300m/min，保證開(kāi)機(jī)20um×260m/min、25um×240m/min生產(chǎn)運(yùn)行速度;

　　5.智能化設(shè)計(jì)：采用PLC中央控制單元及人機(jī)界面;伺服或變頻調(diào)速器;

　　6.總線控制;更加人性化的程序操作，整線智能化程度更高，操作更方便。

　　三、節(jié)約投資成本

　　介紹了運(yùn)行能耗再說(shuō)投資成本，投資成本的降低不單單是投資方的固定資產(chǎn)投資節(jié)約了，對(duì)于社會(huì)意義也是一樣，設(shè)備在優(yōu)先滿足薄膜生產(chǎn)工藝需求的過(guò)程中，簡(jiǎn)潔與節(jié)約也是一種綠色、低碳的生態(tài)盈余。

　　1.高速擠出機(jī)在生產(chǎn)能力一樣的前提下螺桿不再需要太大的直徑;超小長(zhǎng)徑比（L/D=22—25）也同樣是的螺桿不再需要太大的長(zhǎng)度。降低機(jī)筒螺桿加工難度，節(jié)約材料成本。

　　2.后冷卻輥（俗稱(chēng)：次冷輥）的去掉，運(yùn)行能耗節(jié)約不少，當(dāng)然投資成本中節(jié)約了：后冷輥購(gòu)置;驅(qū)動(dòng)減速電機(jī);驅(qū)動(dòng)變頻器;循環(huán)冷卻水泵。

　　生產(chǎn)線的流程設(shè)計(jì)中盡可能減少鋁導(dǎo)輥的使用，既避免薄膜運(yùn)行過(guò)程中的劃傷，也減少了設(shè)備的投資成本。